변속기 컨트롤 유닛

Transmission control unit

변속기 컨트롤 유닛(TCU)은 변속기 컨트롤 모듈(TCM) 또는 변속기 컨트롤 유닛(GCU)이라고도 하며 전자식 자동 변속기를 제어하는 데 사용되는 자동차 ECU의 한 유형입니다.유사한 시스템은 클러치 자동화 및 작동을 위해 다양한 반자동 변속기와 함께 사용됩니다.현대식 자동 변속기의 TCU는 일반적으로 차량의 센서와 엔진 컨트롤 유닛(ECU)이 제공하는 데이터를 사용하여 최적의 성능, 연비 및 [1]변속 품질을 위해 차량 내 기어를 변경하는 방법과 시기를 계산합니다.

역사

전자 자동 변속기는 1980년대 후반부터 순수한 유체역학적 제어에서 전자적 제어로 설계가 변경되어 왔다.그 이후로 개발은 반복되어 왔고 오늘날 설계는 전자 자동 변속기 제어 개발의 여러 단계에서 존재한다.변속기 솔레노이드는 이러한 컨트롤 유닛의 핵심 구성 요소입니다.

현대 자동 변속기의 진화와 전자 제어의 통합은 최근 몇 년 동안 큰 발전을 이루어 왔습니다.현대적인 자동 변속기는 이제 더 나은 연비, 엔진 배기 가스 배출 감소, 더 나은 변속 시스템 신뢰성, 개선된 변속 느낌, 개선된 변속 속도 및 개선된 차량 핸들링을 달성할 수 있습니다.TCU가 제공하는 광범위한 프로그래밍 기능을 통해 각 애플리케이션에 적합한 변속기 특성과 함께 현대적인 자동 변속기를 사용할 수 있습니다.

일부 애플리케이션에서는 TCU와 ECU가 파워트레인 컨트롤 모듈(PCM)로 단일 유닛으로 결합됩니다.

입력 파라미터

일반적인 최신 TCU는 엔진 센서, 자동 변속기 센서 및 기타 전자 컨트롤러의 신호를 사용하여 변속 [2]시기와 방법을 결정합니다.보다 현대적인 설계는 입력을 공유하거나 ECU에 대한 입력으로부터 정보를 얻는 반면, 이전 설계는 엔진 구성 요소에 자체 전용 입력 및 센서가 있는 경우가 많습니다.현대 TCU는 설계가 너무 복잡하고 너무 많은 매개변수를 기반으로 계산하기 때문에 가능한 이동 동작이 무한히 많다.

차량 속도 센서(VSS)

이 센서는 TCU로 다양한 주파수 신호를 전송하여 차량의 현재 속도를 결정합니다.TCU는 이 정보를 사용하여 다양한 작동 매개 변수를 기준으로 기어 변속이 언제 이루어져야 하는지를 결정합니다.TCU는 또한 TSS와 WSS 간의 비율을 사용하여 기어 변속 시기를 결정합니다.TSS 또는 WSS 중 하나에 장애가 발생하거나 오작동/고장 상태가 되면 비율이 잘못되어 잘못된 속도계 수치 및 변속기 미끄러짐 등의 문제가 발생할 수 있습니다.이러한 부품을 테스트하려면 저항이 제조업체의 사양 범위 내에 있는지 확인하십시오.

휠 속도 센서(WSS)

주요 기사:휠 속도 센서

또한 최신 자동 변속기에는 휠 속도 센서 입력이 있어 차량이 내리막길인지 오르막길인지를 판단하고 주행 속도에 따라 기어 변속을 조정하며, 또한 정지 상태에서 토크 컨버터를 분리하여 연료 소비량을 개선하고 주행 중 Gea의 부하를 줄일 수 있습니다.r.

스로틀 위치 센서(TPS)

주요 기사:스로틀 위치 센서

TPS 센서는 차량 속도 센서와 함께 대부분의 TCU에서 두 가지 주요 입력입니다.구형 변속기는 이를 사용하여 엔진 부하를 결정합니다. Drive-by-Wire 기술이 도입되면서 ECU와 TCU 간의 공유 입력이 되었습니다.이 입력은 엔진의 부하에 따라 기어 변속을 위한 최적의 시간과 특성을 결정하는 데 사용됩니다.변속 속도는 저단 변속이 추월하기에 적절한지 여부를 결정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 주행 중에 TPS의 값이 지속적으로 모니터링되고 그에 따라 변속 프로그램이 변경됩니다(경제, 스포츠 모드 등).TCU는 또한 이 정보를 차량 속도 센서와 함께 참조하여 차량 가속도를 결정하고 이를 공칭 값과 비교할 수 있습니다. 실제 값이 훨씬 높거나 낮을 경우(예: 오르막 주행 또는 트레일러 견인) 변속기는 상황에 맞게 기어 변속 패턴을 변경합니다.

터빈 속도 센서(TSS)

입력 속도 센서(ISS)로 알려져 있습니다.이 센서는 다양한 주파수 신호를 TCU로 전송하여 입력축 또는 토크 컨버터의 현재 회전 속도를 결정합니다.TCU는 입력축 속도를 사용하여 토크 컨버터의 미끄러짐을 판단하고 잠재적으로 밴드 및 클러치의 미끄러짐 비율을 결정합니다.이 정보는 토크 컨버터 로크업 클러치의 작동을 부드럽고 효과적으로 조절하는 데 필수적입니다.

변속기 오일 온도 센서(TFT)

이를 변속기 오일 온도라고도 합니다.이 센서는 변속기 내부의 오일 온도를 결정합니다.이는 진단 목적으로 자동 변속기 오일(ATF)이 올바른 온도인지 확인하기 위해 자주 사용됩니다.이 기능은 ATF가 극도로 뜨거워질 경우 변속기를 저단 변속하는 페일 세이프 기능으로 주로 사용되어 왔습니다.보다 현대적인 변속기에서는 이 입력이 TCU가 온도에 따른 유체의 점도의 변화에 따라 라인 압력 및 솔레노이드 압력을 수정하여 변속 편의성을 개선하고 토크 컨버터 로크업 클러치의 조절을 결정할 수 있습니다.

킥다운 스위치

TCU에 입력되는 가장 일반적인 입력 중 하나는 킥다운 스위치로,[3] 가속 페달을 끝까지 밟았는지 여부를 판단하는 데 사용됩니다.종래에는, 가속을 최대한으로 하기 위해서, 심플한 로직을 가지는 낡은 변속기에서, 이것이 필요했습니다.이 기능이 활성화되면 변속기가 현재 주행 속도를 기준으로 허용 가능한 최저 기어로 저단 변속되어 엔진의 최대 출력 예비량을 사용합니다.TCU는 스로틀 위치 센서, 변화율 및 운전자 특성을 사용하여 저단 변속이 필요한지 여부를 판단하므로 대부분의 변속기에서 이 스위치를 사용할 필요가 없습니다.

브레이크등 스위치

이 입력은 운전자가 브레이크에 발을 올리지 않은 상태에서 주행 범위를 선택하지 않도록 시프트 잠금 솔레노이드를 활성화할지 여부를 결정하는 데 사용됩니다.최신 TCU에서는 이 입력이 변속기가 차량이 [2]내리막길을 걷고 있음을 감지하는 경우 엔진 제동 효과를 높이기 위해 변속기를 저단 변속할지 여부를 결정하는 데에도 사용됩니다.

트랙션 컨트롤 시스템(TCS)

이제 많은 TCU에 차량의 트랙션 컨트롤 시스템으로부터 입력이 제공됩니다.TCS가 불리한 도로 조건을 감지하면 TCU로 신호가 전송됩니다.TCU는 조기 변속, 토크 컨버터 로크업 클러치 작동 제거, 1단 기어 완전 제거 및 2단 [4]출발을 통해 변속 프로그램을 수정할 수 있습니다.

스위치

이러한 간단한 ON/OFF 전기 스위치는 특정 유압 라인의 유체 압력 유무를 감지합니다.진단 목적으로 사용되며, 경우에 따라 유압 컨트롤 요소의 적용 또는 해제를 제어하는 데 사용됩니다.

크루즈 컨트롤 모듈

차량에 크루즈 컨트롤이 장착된 경우 TCU가 크루즈 컨트롤 시스템과 연결될 수도 있습니다.이렇게 하면 운전자가 스로틀을 조작하지 않는 점을 고려하여 변속 동작을 수정하여 크루즈 컨트롤이 작동 중일 때 예상치 못한 기어 변속을 방지할 수 있습니다.또한 이 기능은 셀렉터 레버의 위치를 크루즈 컨트롤 시스템에 알려주어 레버가 주행 범위 밖으로 변속될 경우 크루즈 컨트롤이 비활성화될 수 있도록 하기 위해 사용됩니다.

다른 컨트롤러로부터의 입력

Controller Area Network 통신 또는 유사한 프로토콜을 통해 다양한 정보가 TCU로 전달됩니다(예: 크라이슬러의 CCD 버스, 초기 EIA-485 기반 차량 로컬 영역 네트워크).구형 차량 설계뿐만 아니라 레이싱 및 취미 시장에 판매되는 애프터마켓 TCU에서 TCU는 변속기(엔진 속도, 차량 속도, 스로틀 위치 또는 매니폴드 진공, 변속 레버 위치)를 제어하는 데 필요한 신호만 수신합니다.

출력 파라미터

일반적인 최신 TCU는 변속 솔레노이드, 압력 컨트롤 솔레노이드, 토크 컨버터 로크업 솔레노이드 및 기타 전자 컨트롤러로 신호를 보냅니다.

시프트 잠금

많은 자동 변속기는 시프트 잠금 솔레노이드를 통해 셀렉터 레버를 잠그고 브레이크 페달을 밟지 않을 경우 선택되는 주행 범위를 중지합니다.[5]

시프트 솔레노이드

최신 전자식 자동 변속기에는 기어 변속을 위해 작동하는 전기 솔레노이드가 있습니다.간단한 전자 제어 설계(예: Ford의 AOD-E, AXOD-E 및 E4OD)는 솔레노이드를 사용하여 기존 밸브 본체의 변속 지점을 수정하는 반면, 고급 설계(예: 크라이슬러 울트라드라이브 및 후속 모델)는 솔레노이드를 사용하여 훨씬 간소화된 밸브 본체를 통해 클러치를 간접적으로 제어합니다.

압력 컨트롤 솔레노이드

현대의 전자 자동 변속기는 여전히 기본적으로 유압식입니다.이를 위해서는 정밀한 압력 제어가 필요합니다.이전의 자동 변속기 설계에서는 전체 변속기의 압력을 수정하는 단일 라인 압력 컨트롤 솔레노이드만 사용합니다.새로운 자동 변속기 설계에서는 많은 압력 컨트롤 솔레노이드를 사용하며, 때로는 변속 중에 솔레노이드를 켜고 끄는 방식으로 변속 솔레노이드 자체가 정밀한 압력 제어를 제공할 수 있습니다.변속 압력은 변속 품질(너무 높으면 거친 변속이 발생하고, 너무 낮으면 클러치가 과열됨) 및 변속 속도에 영향을 미칩니다.

토크 컨버터 클러치 솔레노이드(TCC)

대부분의 전자식 자동 변속기는 TCC 솔레노이드를 사용하여 토크 컨버터를 전자적으로 조절합니다.완전히 잠기면 토크 컨버터는 더 이상 토크 증대를 하지 않고 엔진과 동일한 속도로 회전합니다.이는 연비를 크게 향상시킵니다.현대적인 디자인은 저단 기어에서 부분 로크업을 제공하여 연비를 더욱 향상시키지만, 클러치 구성 요소의 마모를 증가시킬 수 있습니다.

ECU로 출력

많은 TCU는 ECU에 출력을 제공하여 점화 타이밍을 몇 밀리초 지연시키거나 연료량을 줄여 스로틀이 심한 동안 변속기의 부하를 줄입니다.따라서 토크가 큰 엔진에서도 자동 변속기가 부드럽게 변속할 수 있으며, 그렇지 않으면 변속이 더 어려워지고 변속 장치가 손상될 수 있습니다.

다른 컨트롤러에 대한 출력

TCU는 클러치 마모 표시등 및 변속 압력과 같은 변속기 상태에 대한 정보를 제공하며, 심각한 문제가 발견될 경우 고장 코드를 발생시키고 계기판에 오작동 표시등을 설정할 수 있습니다.또한 수동 변속기와 마찬가지로 중립 기어가 선택된 경우 크루즈 컨트롤 모듈로 출력되는 경우도 종종 있습니다.

기타 응용 프로그램

반자동 변속기

클러치리스 수동 변속기(클러치 페달 없음)가 장착된 구형 자동차의 변속기 컨트롤 유닛(TCU)은 일반적으로 기어 변속에 연결된 전기 스위치로 구성되며, 내부 변속기 컨트롤 유닛이 운전자가 기어 변속을 스위치 기어로 터치하는 것을 감지할 때마다 작동되며, 이 스위치가 센서 또는 솔레노이드를 프라이밍합니다.클러치 서보를 구동하고 클러치 액추에이터를 해제하여 운전자가 기어를 변경할 수 있도록 합니다.반자동 변속기의 내부 클러치 액추에이터는 유압, 공압 또는 전기 [6][7]수단에 의해 구동될 수 있습니다.노면 자동차에 사용되는 클러치리스 수동 변속기의 예로는 900 NG에 사용되는 Saab Sensonic 변속기와 몬다이얼 T에 사용되는 페라리 발레오 자동 수동 변속기가 있습니다.두 시스템 모두 기어 변속에 내장된 센서에 연결된 컴퓨터로 제어되는 ECU 또는 마이크로프로세서를 사용하여 운전자가 기어 변속을 언제 할지(즉, 기어 변속을 터치하여) 감지하고 클러치를 자동으로 작동하여 운전자가 기어 변속을 할 수 있도록 했습니다.Saab의 Sensonic 시스템은 유압 클러치 액추에이터에 연결된 전기 모터 또는 솔레노이드를 사용하는 전기 유압식 시스템이었고, Ferrari의 Valeo 시스템은 전기 모터 또는 솔레노이드를 사용하여 기계식 클러치 [8][9][10]시스템에 연결된 전기 기계식 시스템이었다.

유사한 TCU 또는 GCU 시스템이 패들 시프트 변속기가 장착된 경주용 자동차에도 사용됩니다.이러한 전자 시스템은 일반적으로 엔진 컨트롤 유닛(도로 차량과 유사한 방식으로)과 함께 작동하며, 전자식 스로틀 제어, 클러치 및 기어 변속 작동(전기, 유압 또는 공압 액추에이터를 통한), 기어 변속 시간 및 속도, 센서, 스위치, 솔레노이드 및 기타 유압, 공압, 공압 작동, 공압 작동, 공압 작동 등을 담당합니다.c 및 경주용 [11]자동차의 변속기 제어 장치를 제어 및 구성하는 전자 서브시스템.

레퍼런스

  1. ^ 2014-02-12 변속기 컨트롤 모듈 정의가 웨이백 기계에 보관됨
  2. ^ a b 자동변속기 기능
  3. ^ 킥다운 스위치
  4. ^ "Clemson Vehicular Electronics Laboratory: Electronic Transmission Control". Archived from the original on 2010-06-13.
  5. ^ http://www.autoshop101.com/forms/h18.pdf[베어 URL PDF]
  6. ^ "Technology explained: Sportomatic gearbox". July 2014.
  7. ^ "Shift This: A History of Porsche's Sportomatic, Tiptronic, and PDK Transmissions". 10 December 2013.
  8. ^ "How Stuff Works: Saab Sensonic (Clutchless Technology in Practice)". 28 January 2019.
  9. ^ "AutoZine Technical School".
  10. ^ "Automatic Clutch Segment Grows; Valeo Gets 3 Small-Car Contracts". 13 December 2005.
  11. ^ "Semi-Auto Systems".